В.М. Глушков і сучасна інформатика (від теорії автоматів до когнітивних архітектур)
У статті розглянуто творчий науковий шлях видатного вченого ХХ ст., піонера в галузі інформатики й кібернетики академіка Віктора Михайловича Глушкова, відомого своїми науковими досягненнями світового значення в галузі математики, інформатики, кібернетики, обчислювальної техніки і програмування, ств...
Gespeichert in:
| Datum: | 2013 |
|---|---|
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2013
|
| Schriftenreihe: | Вісник НАН України |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/67869 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | В.М. Глушков і сучасна інформатика (від теорії автоматів до когнітивних архітектур) / О.А. Летичевський // Вісн. НАН України. — 2013. — № 8. — С. 21-33. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-67869 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-678692014-09-12T03:01:39Z В.М. Глушков і сучасна інформатика (від теорії автоматів до когнітивних архітектур) Летичевський, О.А. Наукові напрями У статті розглянуто творчий науковий шлях видатного вченого ХХ ст., піонера в галузі інформатики й кібернетики академіка Віктора Михайловича Глушкова, відомого своїми науковими досягненнями світового значення в галузі математики, інформатики, кібернетики, обчислювальної техніки і програмування, створення ним потужних наукових шкіл за цими напрямами. Основну увагу приділено математичним роботам і архітектурним ідеям В.М. Глушкова, пов’язаним з інтелектуалізацією комп’ютерів та втіленням однієї з найяскравіших його мрій — створенням комп’ютерної моделі людського розуму. В статье рассмотрены творческий научный путь выдающегося ученого ХХ в., пионера в области информатики и кибернетики академика Виктора Михайловича Глушкова, известного своими научными достижениями мирового значения в области математики, информатики, кибернетики, вычислительной техники и программирования, создание им мощных научных школ по этим направлениям. Основное внимание уделяется математическим работам и архитектурным идеям В.М. Глушкова, связанным с интеллектуализацией компьютеров и воплощением самой яркой его мечты — созданием компьютерной модели человеческого разума. Creative scientific way of outstanding scientist of the twentieth century academician Victor Mykhailovich Glushkov is considered in the paper. A pioneer in the field of informatics and cybernetics, academician Glushkov is known for his scientific achievements of the world level in the field of mathematics, computer science, cybernetics, computer engineering and programming, creating strong scientific schools for these areas. The main attention is paid to the mathematical works and architectural ideas of V.M. Glushkov, related to the intellectualization of computers and the implementation of one of his brightest dreams — creating a computer model of the human mind. 2013 Article В.М. Глушков і сучасна інформатика (від теорії автоматів до когнітивних архітектур) / О.А. Летичевський // Вісн. НАН України. — 2013. — № 8. — С. 21-33. — укр. 0372-6436 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/67869 004.45;004.2 uk Вісник НАН України Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| topic |
Наукові напрями Наукові напрями |
| spellingShingle |
Наукові напрями Наукові напрями Летичевський, О.А. В.М. Глушков і сучасна інформатика (від теорії автоматів до когнітивних архітектур) Вісник НАН України |
| description |
У статті розглянуто творчий науковий шлях видатного вченого ХХ ст., піонера в галузі інформатики й кібернетики академіка Віктора Михайловича Глушкова, відомого своїми науковими досягненнями
світового значення в галузі математики, інформатики, кібернетики, обчислювальної техніки і програмування, створення ним потужних наукових шкіл за цими напрямами. Основну увагу приділено математичним роботам і архітектурним ідеям В.М. Глушкова, пов’язаним з інтелектуалізацією комп’ютерів
та втіленням однієї з найяскравіших його мрій — створенням комп’ютерної моделі людського розуму. |
| format |
Article |
| author |
Летичевський, О.А. |
| author_facet |
Летичевський, О.А. |
| author_sort |
Летичевський, О.А. |
| title |
В.М. Глушков і сучасна інформатика (від теорії автоматів до когнітивних архітектур) |
| title_short |
В.М. Глушков і сучасна інформатика (від теорії автоматів до когнітивних архітектур) |
| title_full |
В.М. Глушков і сучасна інформатика (від теорії автоматів до когнітивних архітектур) |
| title_fullStr |
В.М. Глушков і сучасна інформатика (від теорії автоматів до когнітивних архітектур) |
| title_full_unstemmed |
В.М. Глушков і сучасна інформатика (від теорії автоматів до когнітивних архітектур) |
| title_sort |
в.м. глушков і сучасна інформатика (від теорії автоматів до когнітивних архітектур) |
| publisher |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| publishDate |
2013 |
| topic_facet |
Наукові напрями |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/67869 |
| citation_txt |
В.М. Глушков і сучасна інформатика (від теорії автоматів до когнітивних архітектур) / О.А. Летичевський // Вісн. НАН України. — 2013. — № 8. — С. 21-33. — укр. |
| series |
Вісник НАН України |
| work_keys_str_mv |
AT letičevsʹkijoa vmgluškovísučasnaínformatikavídteorííavtomatívdokognítivniharhítektur |
| first_indexed |
2025-07-05T17:49:17Z |
| last_indexed |
2025-07-05T17:49:17Z |
| _version_ |
1836830171359870976 |
| fulltext |
21ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2013, № 8
НАУКОВІ НАПРЯМИ
У статті розглянуто творчий науковий шлях видатного вченого ХХ ст., піонера в галузі інформати-
ки й кібернетики академіка Віктора Михайловича Глушкова, відомого своїми науковими досягненнями
світового значення в галузі математики, інформатики, кібернетики, обчислювальної техніки і програ-
мування, створення ним потужних наукових шкіл за цими напрямами. Основну увагу приділено мате-
матичним роботам і архітектурним ідеям В.М. Глушкова, пов’язаним з інтелектуалізацією ком п’ютерів
та втіленням однієї з найяскравіших його мрій — створенням комп’ютерної моделі людського розуму.
УДК 004.45;004.2
О.А. ЛЕТИЧЕВСЬКИЙ
Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова Національної академії наук України
просп. Академіка Глушкова, 40, Київ, 03680, Україна
В.М. ГЛУШКОВ І СУЧАСНА ІНФОРМАТИКА
від теорії автоматів до когнітивних архітектур
© О.А. Летичевський, 2013
В. Глушков: Придет такое время, когда будет
возможен переход человеческого интеллекта
и чувств, эмоций полностью в память элек-
тронной машины.
М. Стельмах: Виктор Михайлович, а вы сами
хотели бы обрести бессмертие с помощью
компьютера?
В. Глушков: Да, конечно да!
Кінофільм «Я — КИБЕРНЕТИК»
До 90-річчя від дня народження
академіка В.М. Глушкова
В ті часи, коли В.М. Глушков розпочав свій
шлях у комп’ютерній науці, в нашій країні ще
не було ні інформатики (у сучасному розу-
мінні), ні комп’ютерної науки, ні навіть кібер-
нетики (якщо не рахувати вкрай негативного
ставлення до неї деяких філософів). Однак
була вже обчислювальна техніка. У 1951 р. в
Радянському Союзі під керівництвом акаде-
міка С.О. Лебедєва було створено ком п’ютер
«МЭСМ». Це був перший у континентальній
Європі комп’ютер з нейманівською архітек-
турою, і сталося це в Україні, в місті Києві,
біля руїн Пантелеймонівської церкви у Фео-
фанії. МЭСМ працювала до 1956 р. За цей час
на комп’ютері було проведено чимало важли-
вих експериментів, розв’язано декілька задач,
важливих для промисловості. На ньому пра-
цювали майбутні зірки радянської ком п’ю-
терної науки О.А. Ляпунов, М.Р. Шу ра-Бура,
К.Л. Ющенко.
Цього ж року до Києва приїхав молодий,
але вже відомий алгебраїст, доктор фі зи -
ко-ма тематичних наук Віктор Михайлович
Глушков. Він очолив лабораторію обчислю-
вальної математики та обчислювальної техні-
ки, в якій і було створено МЭСМ. На той час
Сергій Олексійович Лебедєв уже перебував
22 ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2013, № 8
НАУКОВІ НАПРЯМИ
у Москві, керував там Інститутом точної ме-
ханіки та обчислювальної техніки, де розроб-
ляли нові проекти обчислювальних машин.
На чолі невеликого колективу творців
першої обчислювальної машини В.М. Глуш-
ков розпочав свою грандіозну роботу зі
створення нової науки та її застосувань.
Швидко освоївши все, що було зроблено на
той час у теорії та практиці обчислювальних
машин, він на багато років уперед спланував
свою діяльність у цій галузі. Віктор Михай-
лович до кінця свого життя неухильно йшов
за цим планом, гнучко пристосовуючись до
обставин, які постійно змінювалися, і до-
тримуючись одного зі своїх головних прин-
ципів — єдності далеких і близьких цілей.
Далекою метою було завоювання лідерства
в новій галузі науково-технічної діяльності,
великі перспективи якої В.М. Глушков по-
бачив із самого початку, та розкриття за до-
помогою комп’ютерів найбільшої таємниці
природи — таємниці людського розуму.
Першим завданням стало створення по-
тужного творчого колективу, з яким можна
було б просуватися вперед. Одночасно по-
трібно було завоювати підтримку суспіль-
ства та розуміння проблем, які виникають у
зв’язку з необхідністю розвитку обчислю-
вальної техніки та її застосувань.
Активна пропаганда основ комп’ютерної
науки, підготовка кадрів у Київському уні-
верситеті та Політехнічному інституті, пра-
вильний вибір тематики фундаментальних
досліджень, швидке встановлення дружніх і
наукових контактів, плідна взаємодія із су-
міжними галузями науки. Результатом усіх
цих зусиль стало те, що невелика лаборато-
рія вже через рік перетворилася на Обчис-
лювальний центр АН УРСР, а ще через ко-
роткий час — на Інститут кібернетики, один
із найбільших науково-технічних центрів у
Радянському Союзі, широко відомий у сві-
товій комп’ютерній спільноті.
В.М. Глушков та його наукова школа зро-
били вагомий внесок у світову комп’ютерну
науку, ці здобутки широко застосовують у
сучасній інформатиці. Парадигми та ідеї,
висунуті В.М. Глушковим, детально про-
аналізовано в монографії Ю.В. Капітоно-
вої, О.А. Летичевського «Парадигмы и идеи
академика В.М. Глушкова», виданій до 80-річ-
чя з дня його народження. Минуло 10 років.
Ком п’ю терні технології нестримно розвива-
лися. Безпаперова інформатика, про яку
Вік тор Михайлович писав у своїй останній
книзі (В.М. Глушков «Основы безбумажной
информатики», 1981), стає буденною реаль-
ністю. Здійснюються мрії, до яких прагнув
у своїх дослідженнях і технічних розробках
В.М. Глушков.
Наукові інтереси Віктора Михайловича
охоплювали майже всі сфери інформатики,
але найголовнішими були такі напрями:
• математичні основи інформатики;
• архітектура комп’ютерів та їх внутріш-
ній інтелект;
• застосування комп’ютерних технологій до
вирішення завдань народного господарства.
Його задуми завжди випереджали свій
час. Однак він жив і працював у середовищі,
де діяли досить великі обмеження. Відста-
вання Радянського Союзу в технології виго-
товлення електронних схем та рівняння на
західні комп’ютерні архітектури призвели
до того, що всім його блискучим задумам у
галузі комп’ютерної техніки не судилося
бути втіленими до кінця. Проект ЗДАС (За-
гальнодержавна автоматизована система
управління економікою), завдяки якому в
Радянському Союзі ще в 70-ті роки ХХ ст.
міг з’явитися Інтернет, а соціалістична сис-
тема господарювання могла б тривати ще
багато років, потребував таких неймовірних
зусиль і зіткнувся з таким жорстким опо-
ром, який не в змозі були подолати ані Глуш-
ков, ані його численні прихильники.
І все ж таки було створено машини серії
МИР, перші персональні комп’ютери 60-х
років, у 80-ті роки за ідеями В.М. Глушкова
було побудовано макроконвеєр — першу ба-
гатопроцесорну систему з розподіленою па-
м’яттю та універсальною системою зв’язку
(прообраз сучасних багатопроцесорних клас-
терних систем), було реалізовано багато
інших оригінальних комп’ютерних проек-
тів. Ідеї В.М. Глушкова з автоматизованого
23ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2013, № 8
НАУКОВІ НАПРЯМИ
управління економікою розповсюджували-
ся в Радянському Союзі і соціалістичних
країнах, чому неабиякою мірою сприяли ен-
тузіасти та прихильники цих ідей, які й нині
не втратили свого значення та активно об-
говорюються спеціалістами.
Через усі ці обставини найбільш заверше-
ними виявилися роботи В.М. Глушкова, по-
в’язані з математичними основами інформа-
тики. Його праці з теорії автоматів, дискрет-
них перетворювачів, паралельних обчислень
лягли в основу сучасної інформатики, їх ви-
користовують під час створення нових ком-
п’ютерних технологій, продовжують розви-
вати у нових сучасних проектах, у тому чис-
лі в Інституті кібернетики ім. В.М. Глушкова
та Кібернетичному центрі Національної ака-
демії наук України.
Про академіка В.М. Глушкова та його
творчість написано багато статей, книг та
спогадів. У цьому нарисі ми намагалися
більш докладно розглянути його матема-
тичні роботи й архітектурні ідеї, пов’язані з
інтелектуалізацією комп’ютерів та втілен-
ням однієї з найяскравіших і найдалеко-
глядніших мрій Віктора Михайловича —
створенням комп’ютерної моделі людського
розуму. Актуальність розгляду його діяль-
ності саме в такому аспекті зумовлена тим,
що останнім часом значно активізувалися
дослідження, спрямовані на моделювання
людського мозку. Інтерес до цієї проблеми
стимулюється успіхами нейробіології, які
дають змогу досить точно вивчати поведін-
ку окремої нервової клітини, так само, як і
поведінку ансамблів нейронів. Оголошено
про низку амбіційних проектів, що ставлять
за мету повну реконструкцію людського
мозку в електронному вигляді. Як приклад
можна навести проект Blue Brain, який за-
початкувала фірма IBM, європейський про-
ект Human Brain Project (HBP) та багато
інших. Російський бізнесмен Дмитро Іцков
запропонував проект «Аватар», метою якого
є перенесення особистості людини на аль-
тернативні носії. Згідно з цим проектом, до
2020 р. буде створено штучну копію люд-
ського тіла, яка керуватиметься думкою за
допомогою нейроінтерфейсу; після 2025 р.
буде можливим пересаджувати електронну
копію мозку людини після її смерті; після
2035 р. — пересаджувати свідомість людини,
а у 2045 р. тіло з людським мозком матиме
вигляд голограми. Наскільки цей проект ви-
явиться реалістичним, покаже час, але до-
стовірним є той факт, що на сьогодні ми зна-
ємо набагато більше, ніж 30 років тому, за
часів Глушкова, і маємо змогу серйозно об-
говорювати такі проблеми.
1956 рік був визначальним для ком п’ю-
терної науки. Цього року вийшов друком
збірник статей «Автомати» за редакцією
К. Шеннона та Дж. Маккарті. У найкорот-
ший термін його було перекладено росій-
ською мовою. У цьому збірнику опублікова-
но перші роботи з теорії автоматів, яка тільки-
но народжувалася. В.М. Глушков, одразу ж
відчувши фундаментальне значення цієї тео-
рії для розгортання досліджень у комп’ютер-
ній науці, негайно взяв її на озброєння. Цього
ж року сформувалася Дортмунд ська група —
Дж. МакКарті (John McCarthy), М. Мінський
(Marvin Lee Minsky), А. Ньюел (Allen Newell)
Віктор Михайлович Глушков
24 ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2013, № 8
НАУКОВІ НАПРЯМИ
і Г. Саймон (Herbert A. Simon), яка визначи-
ла штучний інтелект як науку і впродовж ба-
гатьох років на Заході була «законодавцем
мод» у цьому напрямі.
Шлях, який обрав В.М. Глушков, дещо від-
різнявся від західного. Свої погляди на нову
для Радянського Союзу науку (тоді вона була
ще просто «обчислювальна математика та
техніка») він висловив у статті «О некоторых
задачах вычислительной техники и связанных
с ними задачах математики» (Украинский
математический журнал, 1957, № 4). Ця стат-
тя визначила не лише близькі, а й далекі цілі
комп’ютерної науки й стала основою для по-
дальших досліджень в Україні. У ній вперше
з’являється ідея співвіднесення комп’ютера
та людського мозку, яка згодом втілилася в
ідею «мозкоподібних архітектур». Зіставля-
ючи машину і мозок, Глушков пише:
«Не подлежит сомнению, например, что в моз-
гу нет ничего похожего на арифметическое
устройство последовательного, а тем более па-
раллельного действия. Говоря не вполне точно, ма-
шина сводит логические операции к арифметиче-
ским, тогда как в мозгу это происходит как раз
наоборот. Поэтому, намного превосходя человека
в скорости выполнения арифметических опера-
ций, машина не имеет столь же значительного
превосходства над ним в скорости выполнения
операций логического характера. В свете всего
сказанного становится ясным огромное практи-
ческое значение глубокого проникновения в зако-
номерности работы мозга».
У цій же статті було сформульовано осно-
вну проблему, яку потрібно вирішити для
того, щоб наблизитися до розв’язання задач
штучного інтелекту. Це — пошук нових прин-
ципів побудови архітектур обчислювальних
машин. Над цією проблемою, яка згодом діс-
тала назву «інтелектуалізація комп’ютерів»,
Віктор Михайлович працював усе своє жит-
тя і зробив тут чимало цікавих відкриттів.
Першою спробою вирішення інтелекту-
альних задач була перевірка в 1958 р. на ма-
шині «Урал-1» тотожностей у лієвих алге-
брах, доведених у дисертації А.І. Ширшова,
опонентом якої був В.М. Глушков. Це були
перші експерименти в комп’ютерній алгебрі,
галузі, яка тільки-но розпочала свій розви-
ток. Другим цікавим експериментом, прове-
деним у той самий час, була програма на-
вчання машини розпізнаванню осмислено-
сті простих речень російської мови.
Основні праці з теорії автоматів В.М. Глуш-
ков написав у 1959–1960 рр. Він рухався од-
ночасно у двох напрямах. Перший був орі-
єнтований на математиків. У ньому теорія
абстрактних автоматів розглядалася як ма-
тематична теорія, що використовує абс тракт-
но-алгебраїчні побудови. Було винайдено
оригінальні алгоритми аналізу та синтезу
скінченних автоматів (в основу алгоритму
синтезу покладено поняття, яке пізніше діс-
тало назву «автомат Глушкова»). Встановле-
но зв’язки з відомими математичними про-
блемами (мала проблема Бернсайда та ін.),
започатковано основи теорії групових та на-
півгрупових автоматів тощо. Другий напрям
було орієнтовано на прикладних математи-
ків та інженерів — створювачів цифрової
апаратури. У 1962 р. вийшла монографія
В.М. Глушкова «Синтез цифровых автома-
тов», яка відіграла визначну роль у розпо-
всюдженні формалізованих методів проек-
тування серед інженерів та підвищенні їхньої
математичної культури. На цій книзі було
виховано кілька поколінь фахівців у галузі
комп’ютерної техніки. У 1964 р. за роботи з
теорії автоматів Віктора Михайловича Глуш-
кова було удостоєно Ленінської премії.
Важливу роль у становленні теорії авто-
матів відіграв тематичний семінар за цією
проблематикою, який почав функціонувати
з 1959 р. і продовжує свою діяльність пони-
ні. Основними учасниками семінару були
Ю.В. Капітонова, О.А. Летичевський, В.Г. Бод-
нарчук, В.Н. Редько, П.І. Андон та інші учні
В.М. Глушкова. Згодом кожен з них створив
власний науковий напрям, продовжуючи
розвивати й збагачувати автоматно-ал геб-
раїчні методи як у теоретичних, так і в при-
кладних галузях інформатики, у тому числі
й у програмуванні.
Одразу відчувши фундаментальну роль
теорії автоматів у розвитку всієї кібернети-
ки, В.М. Глушков почав шукати найрізнома-
25ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2013, № 8
НАУКОВІ НАПРЯМИ
нітніші сфери її застосування, крім найбільш
очевидних — проектування комп’ютерів та
математика. І передусім його зацікавили
проблеми штучного інтелекту. Наприкінці
50-х — на початку 60-х років найактуальні-
шими були дослідження з вивчення самоор-
ганізації та самовдосконалення. На шляху
вирішення саме цих завдань Віктор Михай-
лович бачив можливість розкрити багато та-
ємниць процесу мислення, якнайглибше
проникнути в структуру та закономірності
роботи мозку. Він застосовує теоретико-ав то-
матний підхід для побудови основних по-
нять математичної теорії самоорганізації,
долучається до розроблення проблеми роз-
пізнавання та абсолютно нової на той час те-
орії персептронів, організовує наукову групу
з вивчення проблем розпізнавання образів.
У 1961 р. у Києві відбувся симпозіум
«Принципи побудови самонавчальних сис-
тем», на якому було представлено роботи
молодої кібернетичної школи В.М. Глушко-
ва. Симпозіум привернув увагу відомих
фахівців-кібернетиків з усієї країни, і саме з
цього часу майбутній Інститут кібернетики
української Академії наук почав утверджу-
вати своє лідерство в галузі кібернетики та
обчислювальної техніки.
У 1962 р. було видано невелику книжку
В.М. Глушкова «Введение в теорию самосо-
вершенствующихся систем», в якій він надав
досить повний огляд результатів тогочасних
досліджень у цій галузі. Невдовзі цей матері-
ал увійшов до монографії «Введение в ки-
бернетику» (1964), де було окреслено новий
погляд на кібернетику як науку про перетво-
рення та перетворювачі інформації. Цей по-
гляд значно розширював вінерівське визна-
чення кібернетики і містив сучасні уявлення
про комп’ютерну науку та інформатику.
Впродовж багатьох років цю монографію
вважали найкращим у світовій науковій лі-
тературі введенням до кібернетики.
Поряд з вирішенням теоретичних проб-
лем уже на найраніших стадіях розвитку те-
орії автоматів колектив молодих учених під
керівництвом В.М. Глушкова почав працю-
вати над її застосуванням. Усі основні алго-
ритми технології розроблення електронних
схем на основі теорії скінченних автоматів
були реалізовані на машині «Київ» і стали
основою Малої системи автоматизації син-
тезу цифрових автоматів. Наступним ета-
пом застосування теорії автоматів повинна
була стати мала обчислювальна машина
МИР (машина для инженерных расчетов).
Проект першої машини, що заклала осно-
ву майбутньої серії малих обчислювальних
машин МИР, був унікальним за своєю сут-
тю. У ньому поєднувалися кілька ідей, вису-
нутих його геніальним творцем В.М. Глуш-
ковим. Перша ідея полягала в тому, щоб
синтезувати як цифровий автомат електрон-
ний калькулятор, який уміє не лише вико-
нувати арифметичні дії, а й обчислювати
інтеграли, розв’язувати (чисельно) дифе-
ренціальні рівняння тощо. Після того, як
стало зрозуміло, що треба створювати ма-
шину з достатньо розвиненою вхідною мо-
вою, першу ідею було доповнено ідеєю апа-
ратної інтерпретації мови високого рівня,
вже випробуваною в попередньому проекті
машини «Україна». При цьому розуміння
апаратурою мови високого рівня розгляда-
лося як шлях до підвищення внутрішнього
інтелекту обчислювальної машини.
Вхідна мова перших машин серії МИР
була орієнтована на чисельні методи роз в’я-
зання науково-технічних задач. Тому вона
включала звичайні засоби імперативного
програмування, типові для таких мов, як
Алгол або Фортран, але водночас допускала
використання в арифметичних виразах скін-
ченних та нескінченних сум і добутків, а та-
кож виразів з інтегралами. Допускалися та-
кож рекурсивні функціональні визначення.
Оскільки мова апаратно інтерпретувалася,
то можна було застосовувати числа з довіль-
ною розрядністю, якою можна було керува-
ти. Передбачався також інтерактивний ре-
жим роботи із застосуванням телевізійного
монітора, що було новим для техніки того
часу, зручні засоби візуалізації результатів
обчислень у вигляді таблиць і графіків.
Мені (автору статті) пощастило бути при-
четним до багатьох прикладних проектів, які
26 ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2013, № 8
НАУКОВІ НАПРЯМИ
виконували в Інституті кібернетики, тому я
добре пам’ятаю, як усе це відбувалося. Про-
ект машини МИР-1 вирізнявся величезним
творчим напруженням і якнайтіснішою вза-
ємодією фахівців різного профілю. Па м’я-
таю, як народжувалася вхідна мова машини
МИР-1. У колективі я був «самым языкатым»
і тому найбільше працював над розроблен-
ням мовних засобів різного рівня. Після ін-
тенсивних мозкових штурмів, що надихали-
ся безмежною науковою фантазією Віктора
Михайловича, приймали чергові рішення
щодо структури мови, потім перевіряли їх на
прикладах конкретних завдань. Спочатку
мова розвивалася в напрямі алгебраїчних
специфікацій обчислювальних схем. Юрій
Володимирович Благовіщенський пропону-
вав усе нові й нові обчислювальні методи, а
Алла Дородніцина записувала відповідні ви-
значення в мові. І щоразу чогось не вистача-
ло. Наприклад, допустимі схеми рекурсив-
них визначень дозволяли записати просту
ітерацію для розв’язання систем лінійних
рівнянь, але як бути із зейделівською? Я, як
теоретик, черпав ідеї з відомої в той час кни-
ги Р. Петера «Рекурсивні функції» і незаба-
ром усі стандартні типи рекурсій (поворот-
на, зворотна та ін.) було включено в мову. І
все ж труднощі залишалися. Переломний
момент настав тоді, коли академік А.О. До-
родніцин порадив включити в мову оператор
переходу, тобто зробити крок у напрямку
до традиційних мов типу Фортран або Алгол.
Ми весь час цього остерігалися, намагаючись
залишатися на рівні математичних визна-
чень, адже ми розробляли машину з високим
рівнем інтелекту. Однак після того, як мова
була збагачена потужними математичними
засобами, зробити невеликий крок назад ви-
явилося зовсім не страшно. Цей крок було
зроблено, і мова набула завершеного і до-
сконалого вигляду. Вийшла оригінальна
мова програмування високого рівня, яка ор-
ганічно поєднувала парадигму формульного
обчислювача, функціональну і процедурну
парадигми.
Наступним етапом було збагачення вхід-
ної мови можливістю працювати не лише з
числами, а й з математичними виразами та
формулами. Мова АНАЛІТИК, створена
наприкінці 60-х років, була однією з перших
мов комп’ютерної алгебри. Крім розвинено-
го апарату маніпулювання символьною ін-
формацією, у ній вперше було застосовано
перетворення алгебраїчних виразів за допо-
могою систем переписуючих правил в се-
мантично складній алгебрі, що містила фак-
тично всі основні функції математичного
аналізу аж до символьного інтегрування
аналітичних виразів.
Мова АНАЛІТИК була відомою в зару-
біжному науковому співтоваристві й мала
вплив на подальший розвиток засобів
комп’ютерної алгебри. У 1968 р. колектив
створювачів машин серії МИР було нагоро-
джено Державною премією СРСР.
Незважаючи на те, що теоретико-автоматні
методи використовували під час проектуван-
ня внутрішнього математичного забезпечен-
ня машини МИР, початкову ідею В.М. Глуш-
кова про представлення всього проекту як
композиції невеликого числа скінченних ав-
томатів та застосування до них формальних
методів синтезу цілком реалізувати не вдало-
ся. Річ у тому, що методи синтезу скінченних
автоматів побудовано на алгоритмах, які по-
требують окремого розгляду кожного стану і
кожного вхідного символу автомата. Разом з
тим, якщо у складі пристрою є кілька регіс-
трів, то кількість станів буде експонентою від
розрядності, помноженої на кількість регіс-
трів. Тому для алгоритмічної підтримки роз-
роблення таких пристроїв по трібно було зна-
йти інший підхід, що формалізував би блоч-
ний та алгоритмічний етапи проектування
комп’ютерів.
Такий підхід В.М. Глушков запропонував у
1965 р. у роботах «Теория автоматов и вопро-
сы проектирования структур вычислитель-
ных машин» та «Теория автоматов и фор-
мальные преобразования микропрограмм».
У першій з них було запропоновано модель
комп’ютера, складену з двох взаємодіючих
автоматів — керуючого та операційного. При
цьому операційний автомат визначався як
сукупність скінченних або нескінченних ре-
27ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2013, № 8
НАУКОВІ НАПРЯМИ
гістрів разом із заданими на них періодично-
визначеними перетвореннями, тобто пере-
твореннями, що визначаються періодично
повторюваними схемами та зв’язками між
розрядами регістрів. Локальний характер пе-
ретворення та його періодичність щодо роз-
рядів робить це визначення наближеним до
конструкцій, які застосовують на практиці.
Використання нової моделі дозволило сфор-
мулювати та знайти рішення нових задач, які
не могли бути розв’язані за допомогою теорії
скінченних автоматів.
Друга робота поклала початок новому на-
пряму в теоретичній кібернетиці — теорії
формальних перетворень програм та мікро-
програм на основі алгебри алгоритмів. Роз-
глянута В.М. Глушковим композиція двох
взаємодіючих автоматів є окремим випад-
ком загального поняття дискретного пере-
творювача, яке було в подальшому дослі-
джено у працях Віктора Михайловича та
його учнів. Ці роботи розвивалися у двох
напрямах: перший — дослідження аб ст ракт но-
алгебраїчних задач, таких як розпізнавання
еквівалентності, оптимізація за часом робо-
ти, вивчення напівгрупових співвідношень
тощо; другий напрям — розроблення при-
кладних систем автоматизації проектуван-
ня комп’ютерів, мов для опису алгоритмів
функціонування пристроїв, методів та алго-
ритмів.
У 70-х роках було створено систему
ПРОЕКТ автоматизації проектування ком-
п’ю терів спільно з їх математичним (про-
грамним) забезпеченням. Теоретичну осно-
ву цієї розробки становили теорія дискрет-
них перетворювачів та алгебра алгоритмів.
У 1965 р. В.М. Глушков називав її мікропро-
грамною алгеброю, використовують також
термін «система алгоритмічних алгебр»,
САА. Алгебра алгоритмів являє собою двох-
основну алгебру, що складається з алгебри
операторів та алгебри умов. Оператори — це
часткові перетворення множини станів да-
них (зазвичай станів пам’яті програми або
станів мікропрограмного операційного при-
строю в моделі обчислювальної системи
Глушкова). Умови — це часткові одномісні
предикати, також визначені на множині ста-
нів даних. На алгебрі умов визначено пропо-
зиційні зв’язки, що діють так, як у алгебрі
Кліні (найслабше визначені диз’юнкція та
кон’юнкція, з тим, щоб зберегти монотон-
ність). Внутрішня операція алгебри опера-
торів — напівгрупове множення, а дві зов-
нішні операції алгебри операторів, що по в’я-
зують її з алгеброю умов, — це умовний вибір
та умовна ітерація. Нарешті, справжнім від-
криттям був винахід операції множення
оператора на умову: Рα істинне, якщо α буде
істинне після завершення оператора Р (зау-
важимо, що темпоральна логіка, до якої на-
лежить ця операція, перебувала тоді в само-
му зародку). Наявність такої операції дала
можливість довести теорему аналізу: будь-
яка програма з переходами може бути пред-
ставлена в регулярному вигляді, тобто як
оператор алгебри алгоритмів з тим самим
інформаційним середовищем та породжую-
чими операторами й умовами.
Значний внесок у розвиток алгебри ал-
горитмів та її застосувань до автоматизації
й проектування програмних систем на
основі формальних перетворень зробили
К.Л. Ющенко та Г.О. Цейтлін. Написану
ними разом з В.М. Глушковим монографію
«Алгебра. Языки. Программирование» було
багато разів перевидано і перекладено за
кордоном.
У 1970 р. в журналі «Кібернетика» було
опубліковано статтю В.М. Глушкова «Неко-
торые вопросы теории автоматов и искус-
ственного интеллекта». У цій роботі вперше
теорія автоматів поєднувалася з проблема-
тикою штучного інтелекту. І об’єднавчою
ідеєю виступила ідея розвитку формальних
математичних мов, яких потребують нові
прикладні галузі, що поступово відкривали-
ся з розвитком кібернетики та обчислюваль-
ної техніки.
Ось як виглядало обговорення цієї ідеї.
В.М. Глушков починає з проблем поєднання
теорії та практики і пропонує свій погляд на
те, як довільна прикладна, емпірична наука
перетворюється на дедуктивну (математич-
ну). Перший етап — створення формальної
28 ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2013, № 8
НАУКОВІ НАПРЯМИ
мови для опису понять і процесів, які вивчає
певна наука. Мова має найповніше відпові-
дати колу понять цієї науки. Віктор Михай-
лович наводить приклад:
«Хотя, например, в принципе язык алгоритмов
Поста и машин Тьюринга достаточен для описа-
ния произвольных вычислительных процедур, ни-
кому не придет в голову использовать эти языки
для программирования на ЭЦМ. Для этих целей
созданы и создаются специальные языки (АЛГОЛ,
ФОРТРАН и др.). <...> Однако для превращения
эмпирической науки в дедуктивную недостаточно
одного лишь формального языка. Необходимо
иметь алгебру языка, позволяющую производить
эквивалентные преобразования выражений в этом
языке».
Отже, другий етап полягає у створенні ал-
гебри. Для алгоритмічних мов — це, звичай-
но, алгебра алгоритмів Глушкова, яку було
запропоновано для формалізації алгорит-
мічного етапу проектування електронних
схем і яка згодом перетворилася на алгебру
імперативних мов програмування. Третій
етап перетворення емпіричної науки на де-
дуктивну — це постановка та вирішення за-
дач оптимізації.
«Критерии оптимизации могут быть не толь-
ко точными количественными, но и качественны-
ми, условными. Например, в анализе выражение
функции через квадратуры считается обычно бо-
лее хорошим, чем представление ее дифференци-
альным уравнением с теми или иными начальны-
ми условиями».
Сучасні мови програмування В.М. Глуш-
ков розглядає як розвиток звичайної мате-
матичної символіки.
«Не трудно понять, что развитие общих алго-
ритмических языков и алгебры таких языков при-
ведет к тому, что выражения в этих языках (се-
годняшние программы для ЭЦМ) станут такими
же привычными, понятными и удобными, какими
сегодня являются аналитические выражения.
При этом фактически исчезнет разница между
аналитическими и общими алгоритмическими ме-
тодами, что приведет к коренному изменению об-
лика самой математики. X…Z Подобное изменение
лица математики будет иметь колоссальное зна-
чение для развития всех наук, в том числе и тех,
которые сегодня почти не пользуются матема-
тикой».
Великий кібернетик не помилявся. Ком-
п’ютерна техніка сьогодні стала повсюдною,
всюдисущою (ubiquitous). І хоча комп’ютерні
пристрої, якими ми користуємось у повсяк-
денному житті, не потребують глибоких
комп’ютерних знань, алгоритмічне мислен-
ня стає зрозумілим широкому колу непро-
фесіоналів (тим більше, що інформатику
тепер викладають уже в молодших класах
середніх шкіл). Що ж до професіоналів, то
нині професія програміста є однією з найпо-
пулярніших, а застосування формальних
методів, основи яких було закладено в робо-
тах В.М. Глушкова, вже давно стало не-
від’ємною складовою сучасних комп’ютер-
них технологій.
Переходячи до проблем штучного інтелек-
ту, В.М. Глушков зупиняється на двох про-
блемах: розпізнавання смислу речень росій-
ської мови (про роботи в цьому напрямі ми
вже згадували вище) та автоматичне дове-
дення теорем математики. Автоматичне до-
ведення теорем він розглядав як найкращу
задачу для моделювання розумової ді яльно-
сті людини. На той час в Інституті кібернети-
ки у відділі, яким керував В.М. Глушков, уже
розпочали дослідження з автоматичних до-
ведень і одержали перші результати. Біль-
шість відомих підходів до побудови алгорит-
мів пошуку доведень ставлять за мету побу-
дову універсального алгоритму, який був би
придатний для доведення всіх теорем будь-
яких аксіоматичних теорій (першого поряд-
ку), виражених у класичній логічній мові.
В.М. Глушков виступив з критикою такого
підходу. По-перше, будувати універсальний
алгоритм для вирішення всіх задач одразу
нелогічно. По-друге, пошук доведення склад-
них теорем має здійснюватися у тісній спів-
праці людини й комп’ютера, для чого потріб-
но розробити мову прикладної матема-
тичної логіки, наближену до натуральної
про фесійної мови математика. В.М. Глушков
окреслив основні характеристики такої мови
та запропонував внести до неї деякі риси су-
часних алгоритмічних мов. Наприклад, опе-
29ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2013, № 8
НАУКОВІ НАПРЯМИ
ратор присвоєння G := група пропонується
тлумачити як припущення «нехай G є гру-
па». Далі пропонується розробити спеціаль-
ний алгоритм очевидності, який перевіря-
тиме істинність тверджень формальної мови
без глибокого перебору, притаманного уні-
версальним алгоритмам.
Тепер система взаємодії математика з
ком п’ютером може виглядати так. Матема-
тик пише текст у формальній мові. Цей текст
містить означення, припущення, теореми,
леми тощо. Інтерактивна система аналізує
текст, написаний математиком, і перевіряє
його коректність за допомогою алгоритму
очевидності. Якщо певний крок у доведенні
не є очевидним для алгоритму очевидності,
система пропонує пояснити цей крок більш
детальним доведенням. Якщо ж у доведенні
є помилка, знайдена алгоритмом очевиднос-
ті, система пропонує виправити її. У такий
спосіб система допомагає створити корек-
тний вивірений математичний текст. Систе-
ма з часом повинна вдосконалюватися, по-
кращуючи свій алгоритм очевидності. На
деякому етапі можлива ситуація, коли оче-
видне для машини вже не буде очевидним
для математика. Тоді системі можна буде да-
вати більш складні завдання. Для пошуку
доведення складних теорем користувач сис-
теми має можливість програмувати стратегії
пошуку доведень або спростування гіпотез.
Знову повертаємось до формальних алго-
ритмічних мов, орієнтованих на сферу мате-
матичної діяльності. Ця мова може бути інте-
грованою до мови практичної математичної
логіки. Підсумовуючи статтю, В.М. Глушков
пише:
«Непрерывное совершенствование алгоритма оче-
видности приведет рано или поздно к тому, что все
теоремы, которые нам известны сегодня, станут
очевидными с точки зрения машины. В этот период
роль математика будет состоять преимуществен-
но в определении новых понятий и в формулировке
принципиально новых предложений, а искусство до-
казывать новую, машинно не очевидную теорему
будет состоять прежде всего в умении сформулиро-
вать ряд промежуточных теорем и лемм, каждая
из которых будет очевидна для машины».
Програму робіт у галузі автоматичного
доведення теорем протягом наступних років
здійснювали учні та послідовники Вік тора
Михайловича, продовжується вона й пони-
ні. Повний огляд робіт, виконаних за програ-
мою «Алгоритм очевидності», опубліковано
в 4-му ювілейному номері журналу «Кібер-
нетика та системний аналіз» за цей рік.
Світова кібернетична спільнота поступово
приходить до тих самих ідей, які були сфор-
мульовані В.М. Глушковим. Так, у 1973 р.
розпочався проект Mizar, в якому було роз-
роблено аналог алгоритму очевидності. З
1990 р. видається журнал «Формалізована
математика», усі статті якого перевіряються
системою Mizar. Серед систем автоматично-
го доведення теорем більшість є інтерактив-
ними у тому розумінні, що мають засоби на-
лаштування на бажані стратегії пошуку до-
ведень. Універсальні системи поступаються
місцем системам типу SMT (Satisfiability
Modulo Theory) зі спеціалізованими алгорит-
мами для тих чи інших розвинутих теорій.
Останніми роками системи автоматичного
доведення (прувери) починають активно за-
стосовувати в системах проектування софт-
веру для верифікації програмних систем та
їх специфікацій.
Наприкінці 70-х — на початку 80-х років
за ідеями В.М. Глушкова розпочали роботи
зі створення нових архітектур багатопроце-
сорних суперкомп’ютерів. Спочатку це була
ідея рекурсивного комп’ютера, пов’язана з
переглядом принципів фон Неймана (допо-
відь В.М. Глушкова зі співавторами на Все-
світньому конгресі IFIP у Стокгольмі в 1974 р.),
згодом вона трансформувалася до більш
практичної ідеї макроконвеєрної обчислю-
вальної системи. Цю ідею було реалізовано
у 80-х роках під керівництвом В.С. Михале-
вича, вже після смерті В.М. Глушкова. Було
створено промислові зразки макроконвеєр-
ної ЕОМ ЄС 2701, першої багатопроцесор-
ної обчислювальної системи з розподіленою
па м’я ттю та високою ефективністю розпа-
ралелювання процесів розв’язання задач,
роз в’я зано велику кількість науково-тех-
нічних, економічних, оптимізаційних задач
30 ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2013, № 8
НАУКОВІ НАПРЯМИ
з рекордними на той час показниками
ефективності та продуктивності. Швидко-
дія 500 Мфлопс, одержана на макроконве-
єрному комплексі, була для суперкомп’ютерів
того часу рекордною.
Успіх проекту зумовлений тим, що для
його виконання було зібрано потужний ко-
лектив фахівців різних профілів (інженери,
системні математики, програмісти, спеціа-
лісти з різних прикладних галузей). Багато
учасників вже мали досвід співпраці під час
створення машини МИР. У проекті макро-
конвеєра потрібно було винайти нові мето-
ди й технології розпаралелювання задач на
системі з новою архітектурою, що містила
значну кількість процесорів і дозволяла пра-
цювати з великими об’ємами розподілених
даних. Значною мірою цьому сприяло плід-
не співробітництво системних і прикладних
математиків. Істотний вплив на розроблен-
ня теоретичних засад макроконвеєрного
програмування мали також нові схеми орга-
нізації обчислень при розв’язанні задач дис-
кретної оптимізації.
Помітним кроком у розвитку технології
паралельного програмування стало створен-
ня системного математичного забезпечен-
ня макроконвеєрного обчислювального
ком плексу, який включав мову паралельно-
го програмування МАЯК та операційну сис-
тему для багатопроцесорної системи з роз-
поділеною пам’яттю.
Теоретичну основу розроблення станови-
ли автоматно-алгебраїчні методи та моделі
розподілених обчислень, завдяки яким було
створено нові методи розпаралелювання ал-
горитмів і програм, основи нової передової
технології розв’язання задач. Апарат пе ріо-
дично-визначених перетворень виявився
адекватним для моделювання обчислюваль-
них систем не лише на рівні апаратури та
мікропрограм, а й на рівні специфікації пе-
ретворень структур даних у багатопроце-
сорних системах. Розроблена з цією метою
алгебра структур даних стала основним за-
собом проектування ефективних програм
для багатопроцесорних комп’ютерів з роз-
поділеною багаторівневою пам’яттю.
Конкретними результатами застосування
цієї теорії були розроблення методології
синтезу класів ефективних паралельних
програм безпосередньо з функціональних
специфікацій алгебри структур даних, по-
будова теорії макроконвеєрних обчислень
функцій над структурами даних, а також
створення теорії та алгебри алгоритмів для
динамічного розпаралелювання послідов-
них програм. Подальший розвиток техно-
логії макроконвеєрних обчислень уже на
сучасній суперкомп’ютерній техніці в Інсти-
туті кібернетики ім. В.М. Глушкова дозво-
лив Інституту стати лідером у галузі техно-
логії високопродуктивних обчислень.
Підсумком досліджень 70–80-х років у га-
лузі розроблення автоматно-алгебраїчних
моделей та їх застосувань до вирішення акту-
альних проблем програмування і обчислю-
вальної техніки стала монографія Ю.В. Ка-
пітонової та О.А. Летичевського «Матема-
тическая теория вычислительных систем»,
видана в 1988 р. За основну модель обчис-
лювальної системи в цій монографії було
взято поняття дискретної динамічної систе-
ми, тобто системи з нерозміченими перехо-
дами. Було показано, як шляхом деталізації
та збагачення цієї моделі можна визначити
основні поняття та одержати результати аб-
страктної і структурної теорії автоматів, те-
орії схем програм, моделі багатопроцесор-
них систем та основні конструкції побудови
паралельних програм — як переходити від
специфікації систем до їх реалізації, як ви-
конувати еквівалентні перетворення обчис-
лювальних систем тощо.
Подальший розвиток автоматно-алгеб ра-
їчних моделей пов’язаний з такими при-
кладними галузями, як алгебраїчне програ-
мування, комп’ютерна алгебра, верифікація
софтверних систем, когнітивні архітектури.
Наприкінці 80-х років в Інституті кіберне-
тики (вже імені В.М. Глушкова) було розро-
блено систему алгебраїчного програмування
APS з вхідною мовою APLAN (мова алге-
браїчного програмування). Відтоді на осно-
ві цієї системи було виконано багато експе-
риментальних робіт, досліджень у ком п’ю-
31ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2013, № 8
НАУКОВІ НАПРЯМИ
терній алгебрі, штучному інтелекті, моделей
паралельних обчислень, а також розроблено
прикладні системи.
У 90-х роках відбулися важливі зрушення
в теоретичних основах обчислень. Центр
уваги перемістився від функціональних мо-
делей до моделей взаємодії в розподілених
паралельних системах. Нове життя знайшли
створені раніше алгебри та числення типу
CCS, CSP, алгебра процесів, почали з’яв ля-
тися нові моделі, в тому числі орієновані на
такі сфери, як біологія, наприклад біологіч-
на інформатика (мобільні амбієнти). В се-
редині 90-х років виникла модель взаємодії
агентів та середовищ (Д. Гільберт, О. Лети-
чевський). Вона була відгуком на актуальну
в той час ідею зсуву парадигм від обчислень
до взаємодії і мала на меті також уніфікацію
різноманітних підходів у теорії паралельних
взаємодіючих процесів.
В основу моделі покладено поняття функ-
ції занурення та перетворення поведінки се-
редовища, що виконується як результат ре-
курсивного занурення агентів у середовища
різних рівнів. Функція занурення визначає
композицію середовища і агента, результа-
том якої є нове середовище, готове для зану-
рення інших агентів. Агенти й середовища
розглядають як об’єкти різних типів, пове-
дінка яких подається за допомогою тран-
зиційних систем, стани яких розглядають з
точністю до бісимуляційної еквівалентно-
сті. Середовище обмежує поведінку агента і
може навіть його трансформувати, тому по-
ведінка агента в середовищі істотно відріз-
няється від його поведінки, визначеної неза-
лежно від середовища. Ця обставина зумов-
лює нову еквівалентність агентів, більш
слабку порівняно з бісимуляційною: два
агенти називають еквівалентними щодо за-
даного середовища, якщо вони визначають
одне й те саме перетворення поведінки се-
редовища. Єдиним обмеженням, що накла-
дається на функцію занурення, необхідним
для конструктивності, є неперервність (у
придатній топології). Завдяки цьому обме-
женню для визначення функцій занурення
можна використовувати системи перепису-
вання (алгебраїчне програмування), чис-
лення, рекурсивні визначення.
Одним із основних прикладів середовища
може бути комп’ютер, якщо його розглядати
як середовище для програмних агентів. За-
нурення програми в комп’ютер змінює його
поведінку і перетворює його на інше середо-
вище. Перша програма (чи система про-
грам), яка занурюється в комп’ютер, — це
зазвичай операційна система (Windows,
Unix і т.п.). Вона розширює можливості вза-
ємодії комп’ютера з програмними агентами і
зовнішнім середовищем користувача, яке
надає програмні агенти для занурення в
комп’ютер. Проста програма старого типу,
яка отримує дані, відпрацьовує певний ал-
горитм і успішно завершує свою роботу, змі-
нює поведінку середовища незначною мірою
і лише на короткий час. Інша справа — паке-
ти прикладних програм, постійно готові до
отримання запитів (інший тип агентів, що
занурюються в обчислювальне середовище)
разом з даними для розв’язання задач відпо-
відного класу. Це вже інший тип агентів, що
занурюються в обчислювальне середовище.
Занурення таких пакетів чи інтерактивних
програм, що взаємодіють із зовнішнім се-
редовищем, істотно змінює поведінку по-
чаткового середовища.
Іншим вражаючим прикладом складного
середовища є Інтернет. Агенти в цьому се-
редовищі не тільки взаємодіють між собою,
але й мають властивість мобільності, можли-
вість переміщуватися в просторі, створюва-
ному середовищем. У телекомунікаційному
середовищі, що підтримує мобільний зв’язок,
переміщення агентів (мобільних телефонів)
здійснюється фізично, а в Інтернеті — вірту-
ально. Агенти і середовища можуть бути по-
будовані ієрархічно.
Інсерційне програмування — це розро-
блення програм, побудованих на базі моделі
взаємодії агентів і середовищ. Важливою
ознакою інсерційного програмування є не-
детермінованість поведінки агентів і середо-
вищ, притаманна реальним системам, які
моделюють за допомогою інсерційних про-
грам. Тому реалізація систем інсерційного
32 ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2013, № 8
НАУКОВІ НАПРЯМИ
програмування в загальному випадку потре-
бує застосування моделюючих програм (си-
муляторів) замість інтерпретаторів, а також
встановлення цілей для отримання конкрет-
них результатів.
У системі інсерційного програмування,
розробленій в Інституті кібернетики на базі
системи алгебраїчного програмування APS,
для подання агентів використовують мову
дій. Основні конструкції цієї мови зводять-
ся до кількох простих конструкцій, які міс-
тять, зокрема, послідовну й паралельну ком-
позиції поведінок агентів. До цього додаєть-
ся можливість рекурсивних визначень з
використанням систем переписування, а та-
кож усі можливості базової мови програму-
вання (в даному випадку — мови АПЛАН).
Інсерційне програмування охоплює роз-
роблення не лише програмних агентів для
визначеного, заздалегідь заданого середо-
вища, а й самого середовища.
Подальший розвиток моделі взаємодії в
поєднанні з методами алгебраїчного програ-
мування сприяв створенню нових техноло-
гічних підходів у галузі розроблення софт-
веру — інсерційного моделювання. Теоре-
тичні основи цього підходу було розроблено
на початку 2000-х років.
Ідея моделювання в комп’ютерній інже-
нерії набула особливо великого значення в
останні роки. Від моделі до продукту —
принцип, який усе ширше застосовують у
софтверній індустрії. Інсерційне моделю-
вання знайшло застосування у створенні
системи VRS-верифікації програмних сис-
тем, розробленої для фірми «Моторола» за
участю спеціалістів Інституту кібернетики.
У складі VRS є засоби статичного аналізу
специфікацій, які оцінюють їх несуперечли-
вість і повноту, а також засоби динамічного
аналізу, що забезпечують генерацію та оброб-
лення символьних і конкретних трас за пра-
вилами функціонування моделей системи. У
системі VRS можна також генерувати тести
для перевірки систем за їх вимогами та спе-
цифікаціями. Систему успішно застосовують
для верифікації телекомунікаційних систем
на різних рівнях керування, вбудованих сис-
тем та систем реального часу. Символьна ве-
рифікація і моделювання підтримуються де-
дуктивними засобами, що використовують
технологію автоматичного доведення теорем.
Інсерційне моделювання є частиною за-
гальної теорії взаємодії в інформаційних сис-
темах. Ідейним прототипом інсерційного мо-
делювання слід вважати модель взаємодію-
чих керуючого й операційного автоматів, а
також її розвиток у теорії дискретних пере-
творювачів 70-х років. У цих моделях система
подається у вигляді композиції двох автома-
тів — керуючого та інформаційного. Керую-
чий автомат відіграє роль агента, а інформа-
ційний — роль середовища, в яке занурено
цей агент. Інсерційне моделювання можна
розглядати як далекосяжне узагальнення по-
няття дискретного перетворювача. З інфор-
маційним середовищем, яке було представле-
но операційним автоматом у моделі Глушко-
ва, тепер взаємодіє не один керуючий автомат,
а декілька автоматів-агентів, представлених
більш загальним поняттям розміченої тран-
зиційної системи. Агенти взає модіють між
собою та активним середовищем, також пред-
ставленим транзиційною системою. Моделі
макроконвеєрних паралельних обчислень, за-
пропоновані В.М. Глушковим та досліджені у
80-х роках у контексті макроконвеєрної об-
числювальної системи, ще більше наблизи-
лися до сучасної моделі взаємодії агентів і
середовищ. У цих моделях процеси, відповід-
ні паралельно працюючим процесорам, мож-
на розглядати як агенти, що взаємодіють у
середовищі розподілених структур даних.
Подальші застосування інсерційного мо-
делювання охоплюють когнітивні архітек-
тури, які нині успішно розвиваються у
зв’язку з побудовою моделі людського ро-
зуму. Когнітивні архітектури, або інтелек-
туальні агенти, — це напрям у розробленні
штучного інтелекту, якому останніми рока-
ми приділяють значну увагу. Його метою є
побудова моделі людського розуму, яка має
такі самі універсальні можливості, як і люд-
ський розум. На відміну від спеціалізованих
систем штучного інтелекту, здатних ефек-
тивно вирішувати специфічні класи завдань,
33ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2013, № 8
НАУКОВІ НАПРЯМИ
когнітивні архітектури повинні адаптувати-
ся до різних нових, часто несподіваних ситу-
ацій, що виникають під час взаємодії із зо-
внішнім середовищем, навчатися, ставити
цілі, вдосконалювати свою поведінку тощо.
Чому саме інсерційне моделювання при-
датне для побудови когнітивної архітекту-
ри? Щоб пояснити це, розглянемо основні
принципи інсерційного моделювання у не-
формальному викладі.
1. Світ є ієрархія середовищ і агентів, за-
нурених у ці середовища.
2. Агенти і середовища є сутності, що ево-
люціонують у часі і мають спостережувану
поведінку.
3. Занурення агента в середовище змінює
поведінку цього середовища і породжує нове
середовище, готове до занурення в нього но-
вих агентів.
4. Середовище, відіграючи роль агента,
може бути занурене в середовище вищого
рівня (багаторівневі середовища).
5. Агенти можуть занурюватися в середо-
вище із середовища вищого рівня, а також
породжуватися внутрішніми агентами, вже
зануреними в середовище раніше.
6. Агенти і середовища можуть моделю-
вати інші агенти і середовища на різних рів-
нях абстракції.
Усі ці принципи спираються на точні ма-
тематичні визначення і дозволяють обрати
невелику кількість базових конструкцій для
побудови когнітивної архітектури, як-от:
рекурсивні визначення та локальні описи
середовища для визначення поведінки аген-
тів, а також інсерційні машини для моделю-
вання середовищ за їхніми описами. Вико-
ристання досить багатої логічної мови для
опису властивостей станів дає можливість
визначати різні рівні абстракції. Огляд осно-
вних робіт та останніх результатів у галузі
інсерційного моделювання можна знайти в
тематичному випуску журналу «Управляю-
щие системы и машины» № 6, 2012.
Віктор Михайлович Глушков мріяв про
мозкоподібні рекурсивні архітектури, але
для реалізації їх тоді не було ані придатної
технічної бази, ані алгоритмічної основи.
На нинішньому етапі, розвиваючи його ідеї
і користуючись сучасними технічними мож-
ливостями, ми впритул наближаємося до
вирішення основної кібернетичної пробле-
ми — моделювання людського розуму.
Стаття надійшла 01.07.2013 р.
А.А. Летичевский
Институт кибернетики им. В.М. Глушкова
Национальной академии наук Украины
просп. Академика Глушкова, 40, Киев, 03680, Украина
В.М. ГЛУШКОВ
И СОВРЕМЕННАЯ ИНФОРМАТИКА
от теории автоматов к когнитивным архитектурам
В статье рассмотрены творческий научный путь
выдающегося ученого ХХ в., пионера в области ин-
форматики и кибернетики академика Виктора Ми-
хайловича Глушкова, известного своими научными
достижениями мирового значения в области матема-
тики, информатики, кибернетики, вычислительной
техники и программирования, создание им мощных
научных школ по этим направлениям. Основное вни-
мание уделяется математическим работам и архитек-
турным идеям В.М. Глушкова, связанным с интеллек-
туализацией компьютеров и воплощением самой яр-
кой его мечты — созданием компьютерной модели
человеческого разума.
A.A. Letichevskiy
Glushkov Institute of Cybernetics
of National Academy of Sciences of Ukraine
40 Glushkova Ave., Kyiv, 03680, Ukraine
V.M. GLUSHKOV AND MODERN INFORMATICS
from Automata Theory to Cognitive Architectures
Creative scientific way of outstanding scientist of the
twentieth century academician Victor Mykhailovich
Glushkov is considered in the paper. A pioneer in the field
of informatics and cybernetics, academician Glushkov is
known for his scientific achievements of the world level in
the field of mathematics, computer science, cybernetics,
computer engineering and programming, creating strong
scientific schools for these areas. The main attention is
paid to the mathematical works and architectural ideas of
V.M. Glushkov, related to the intellectualization of com-
puters and the implementation of one of his brightest
dreams — creating a computer model of the human mind.
|